Nowe badania przeprowadzone na Uniwersytecie w Tel Awiwie wskazują na unikalną metodę leczenia zarażonych HIV, która może zostać wykorzystana jako szczepionka lub jednorazowa terapia dla pacjentów. W ramach pracy naukowcy „przeprogramowali” limfocyty pacjenta, tak aby wydzielały przeciwciała neutralizujące wirusa HIV.
Badaniem kierowali dr Adi Barzel i doktorant Alessio Nehmad, obaj ze szkoły neurobiologii, biochemii i biofizyki na wydziale nauk przyrodniczych George'a S. Wise'a oraz Centrum Zaawansowanych Terapii Dotan we współpracy z Centrum Medycznym Sourasky'ego (Ichilov). Wyniki pracy zostały przedstawione w czasopiśmie „Nature Biotechnology” (DOI: 10.1038/s41587-022-01328-9).
W ciągu ostatnich dwóch dekad życie wielu pacjentów z AIDS uległo poprawie dzięki zastosowaniu terapii, które zmieniły chorobę ze śmiertelnej w przewlekłą. Wciąż jednak mamy przed sobą długą drogę do znalezienia leku na HIV. W laboratorium doktora Barzela trwają prace nad jednorazowym zastrzykiem, który w przyszłości może pomóc w leczeniu choroby. Nowa technika wykorzystuje należące do agranulocytów z grupy leukocytów limfocyty typu B, które zostały genetycznie zmodyfikowane, aby wydzielały przeciwciała neutralizujące wirusa HIV.
Limfocyty B są odpowiedzialne za wytwarzanie przeciwciał przeciwko wirusom, bakteriom i innym chorobom. Powstają w szpiku kostnym. Po osiągnięciu dojrzałości przemieszczają się do krwi i układu limfatycznego, a stamtąd do różnych części ciała.
Dr Barzel wyjaśnia, że „do tej pory tylko kilku naukowców było w stanie zmodyfikować limfocyty poza organizmem” – W nowym badaniu jako pierwsi dokonaliśmy tego w organizmie i sprawiliśmy, że komórki te wytworzyły pożądane przeciwciała – mówi. Taki zabieg jest możliwy dzięki specjalnym wektorom wirusowym, które zostały tak zaprojektowane, aby nie powodowały uszkodzeń, a jedynie wprowadzały odpowiedni gen kodujący przeciwciała do komórek w organizmie.
- Ponadto w tym przypadku udało nam się precyzyjnie wprowadzić przeciwciała w pożądane miejsce komórki B. Wszystkie zwierzęta, którym podawano lek, zareagowały i miały we krwi duże ilości pożądanego przeciwciała. Wyprodukowaliśmy też przeciwciała z ich krwi i upewniliśmy się, że są one rzeczywiście skuteczne w neutralizowaniu wirusa HIV w szalce laboratoryjnej – tłumaczy badacz.
Edycja genomu została przeprowadzona za pomocą techniki CRISPR-Cas9. Jest to technologia oparta na bakteryjnym systemie odpornościowym przeciwko wirusom. Bakterie wykorzystują systemy CRISPR jako swego rodzaju molekularną „wyszukiwarkę”, aby zlokalizować sekwencje wirusów i przeciąć je w celu ich unieszkodliwienia.
Dwie biochemiczki, które odkryły ten wyrafinowany mechanizm obronny, Emmanuelle Charpentier i Jennifer Doudna, były w stanie przekierować go tak, aby przecinał dowolnie wybrane DNA. Od tego czasu technologia jest wykorzystywana do wyłączania niechcianych genów lub naprawiania i wstawiania genów pożądanych. Doudna i Charpentier zyskały międzynarodowe uznanie, gdy w 2020 r. zostały laureatami Nagrody Nobla w dziedzinie chemii.
- Łączymy zdolność CRISPR do wprowadzania genów w pożądane miejsca z możliwościami nośników wirusowych do przenoszenia genów do komórek - tłumaczy współautor badań Alessio Nehmad. - W ten sposób jesteśmy w stanie zaprojektować komórki B w ciele pacjenta. Używamy dwóch nośników wirusowych, z których jeden koduje pożądane przeciwciało, a drugi koduje system CRISPR. Kiedy CRISPR przecina pożądane miejsce, kieruje też wprowadzenie pożądanego genu. Gen ten koduje przeciwciała przeciwko wirusowi HIV – wyjaśnia.
Naukowcy wyjaśniają, że obecnie nie istnieje żadna genetyczna metoda leczenia AIDS, więc możliwości badawcze są ogromne. - Opracowaliśmy innowacyjną metodę leczenia, która może pokonać wirusa za pomocą jednorazowego zastrzyku, co może przynieść ogromną poprawę stanu zdrowia pacjentów. Kiedy zmodyfikowane komórki stykają się z wirusem, patogen stymuluje je do podziału, a więc wykorzystujemy samą przyczynę choroby do jej zwalczania – mówi dr Barzel podsumowuje.
- Co więcej, jeśli wirus się zmieni, komórki B również zmienią się odpowiednio, aby go zwalczyć, tak więc stworzyliśmy pierwszy lek w historii, który może ewoluować w organizmie i pokonać wirusy w „wyścigu zbrojeń”. Na podstawie tego badania możemy się spodziewać, że w ciągu najbliższych lat będziemy w stanie wyprodukować w ten sposób lek na AIDS, na inne choroby zakaźne oraz na niektóre rodzaje nowotworów wywołanych przez wirusy, takie jak rak szyjki macicy, rak głowy i szyi i inne – podsumowuje naukowiec.
Źródło: Tel-Aviv University, fot. CC BY 2.0/ NIAID/ Flickr
